重金属循環における生物制御システム開発

本研究の目的は,重金属循環における生物学的制御システムを開発することにあり,細菌を用いた重金属制御と耐性植物の育成から成る。前者に関して本年度は,生物学的な6価クロムの環元,水銀感受性菌の利用,および生物学的鉱物化作用に関する検討をした。6価クロム処理に関しては,クロム耐性菌を応用するための最適環境条件をまとめると共に,流加培養型バイオリアクターの開発を行った。水銀感受性菌は,水銀の取り込みを支配しているmer-T遺伝子を大腸菌にクローニングして得た。この菌を利用して低濃度有機排水からの水銀除去の検討を行った。生物による金属の結晶に関しては,コンクリート微生物腐食の際のジャロサイト,およびジプサムの生物学的結晶化に関する検討を行い,微生物又は有機物を核として結晶化が進むことがわかった。耐性植物の育成に関しては,植物の重金属耐性機構,重金属耐性植物の作出,その環境適合性および安全性の検討を行った。重金属耐性植物に関しては,重金属ストレス下で生成される誘導タンパク質の遺伝子の解析を行った。また,Cdに関しては,植物体内に生成されたSH化合物によって解毒されることがわかった。重金属耐性植物の作出に関しては,鉄酸化細菌の水銀耐性遺伝子とタバコに導入した。また,水銀耐性植物を野外に放出した場合を想定して,環境への影響評価を試みた。

本研究の目的は,重金属循環における生物学的制御システムを開発することにあり,細菌を用いた重金属制御と耐性植物の育成から成る。前者に関して本年度は,生物学的な6価クロムの環元,水銀感受性菌の利用,および生物学的鉱物化作用に関する検討をした。6価クロム処理に関しては,クロム耐性菌を応用するための最適環境条件をまとめると共に,流加培養型バイオリアクターの開発を行った。水銀感受性菌は,水銀の取り込みを支配しているmer-T遺伝子を大腸菌にクローニングして得た。この菌を利用して低濃度有機排水からの水銀除去の検討を行った。生物による金属の結晶に関しては,コンクリート微生物腐食の際のジャロサイト,およびジプサムの生物学的結晶化に関する検討を行い,微生物又は有機物を核として結晶化が進むことがわかった。耐性植物の育成に関しては,植物の重金属耐性機構,重金属耐性植物の作出,その環境適合性および安全性の検討を行った。重金属耐性植物に関しては,重金属ストレス下で生成される誘導タンパク質の遺伝子の解析を行った。また,Cdに関しては,植物体内に生成されたSH化合物によって解毒されることがわかった。重金属耐性植物の作出に関しては,鉄酸化細菌の水銀耐性遺伝子とタバコに導入した。また,水銀耐性植物を野外に放出した場合を想定して,環境への影響評価を試みた。